CN104734599A - 空调的交流电机的控制方法、控制装置及空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了空调的交流电机的控制方法，在检测到过零信号后，当延时时间达到第一时间时驱动交流电机，同时判断在检测到过零信号后的第二时间内是否再次检测到过零信号，当未检测到过零信号时确定丢失了一个过零信号，之后在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时驱动交流电机。基于本发明公开的控制方法，在供电电源的电压不稳或者干扰较大导致丢失过零信号的情况下，可以在供电电源过零后的相应时间驱动交流电机，避免出现交流电机在应开启的时刻未开启的现象，从而保证交流电机可以稳定转动。本发明还公开了空调及其控制装置。

Description

空调的交流电机的控制方法、控制装置及空调

技术领域

本发明属于空调技术领域，尤其涉及空调的交流电机的控制方法、控制装置及空调。

背景技术

为了保证空调的正常运转，达到制冷和制热能力的平衡，必须保证室内风机的转速能够满足系统的要求，并保证转速的稳定。空调的室内风机采用交流电机。

目前针对空调的交流电机的控制过程为：通过过零信号检测装置检测出供电电源的过零点作为计时基准，检测交流电机的实际转速和目标转速，根据交流电机的实际转速和目标转速确定交流电机的驱动电路中可控器件（如固态继电器和双向可控硅）的导通时间，通过调整可控器件的导通时间改变交流电机的输入电压，从而将交流电机的转速调整至与目标转速一致。

但是，申请人发现：当供电电源的电压不稳或者干扰较大时，交流电机会出现抖动的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供应用于空调的交流电机的控制方法、控制装置及相应的空调，在供电电源的电压不稳或干扰较大时，交流电机仍可以稳定转动。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开一种空调的交流电机的控制方法，包括：

获取电源的过零信号；

在检测到所述过零信号后，当延时时间达到第一时间时，驱动所述交流电机，所述第一时间根据所述交流电机的实际转速和目标转速确定；

判断在检测到过零信号后的第二时间内，是否再次检测到过零信号，若否，则在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时，驱动所述交流电机；

其中，所述第二时间大于或等于电源半周期，且小于所述电源半周期与第一时间的和，所述第三时间为所述电源半周期与第一时间的和。

优选的，在上述控制方法中，根据交流电机的实际转速和目标转速确定第一时间的过程，包括：

按照预设策略获取所述交流电机的实际转速；

计算所述交流电机的实际转速和目标转速之间的转速差值；

依据预设的转速差值与交流电机运行时间之间的对应关系，确定与所述转速差值对应的运行时间；

计算所述电源半周期和所述运行时间的差值作为所述第一时间。

优选的，在上述控制方法中，按照预设策略获取所述交流电机的实际转速，包括：按照预设时间间隔获取所述交流电机的实际转速。

优选的，在上述控制方法中，按照预设策略获取所述交流电机的实际转速，包括：在驱动所述交流电机后，获取所述交流电机的实际转速。

另一方面，本发明还公开一种空调的交流电机的控制装置，包括：

时间确定单元，用于利用所述交流电机的实际转速和目标转速确定第一时间，所述第一时间为检测到过零信号后驱动所述交流电机所等待的时间；

信号获取单元，用于获取电源的过零信号；

第一处理单元，用于在检测到所述过零信号后，当延时时间达到第一时间时，驱动所述交流电机；

第二处理单元，用于判断在检测到过零信号后的第二时间内，是否再次检测到过零信号，若否，则在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时，驱动所述交流电机；

其中，所述第二时间大于或等于电源半周期，且小于所述电源半周期与第一时间的和，所述第三时间为所述电源半周期与第一时间的和。

优选的，在上述控制装置中，所述时间确定单元包括：

转速获取子单元，用于按照预设策略获取所述交流电机的实际转速；

转速差值确定子单元，用于计算所述交流电机的实际转速和目标转速之间的转速差值；

运行时间确定子单元，用于依据预设的转速差值与交流电机运行时间之间的对应关系，确定与所述转速差值对应的运行时间；

第一时间确定子单元，用于计算所述电源半周期和所述运行时间的差值作为所述第一时间。

优选的，在上述控制装置中，所述转速获取子单元包括第一转速获取模块，所述第一转速获取模块用于按照预设时间间隔获取所述交流电机的实际转速。

优选的，在上述控制装置中，所述转速获取子单元包括第二转速获取模块，所述第二转速获取模块用于在驱动所述交流电机后，获取所述交流电机的实际转速。

另一方面，本发明公开一种空调，包括交流电机和控制系统，所述控制系统包括控制装置、过零信号检测装置和电机转速检测电路，所述控制装置分别与所述过零信号检测装置、所述电机转速检测电路和所述交流电机的驱动电路连接，其中，所述控制装置为上述任意一种控制装置。

由此可见，本发明的有益效果为：本发明公开的空调的交流电机的控制方法，在检测到过零信号后，当延时时间达到第一时间时驱动交流电机，同时判断在检测到过零信号后的第二时间内是否再次检测到过零信号，当未检测到过零信号时确定丢失了一个过零信号，之后在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时驱动交流电机。基于本发明公开的控制方法，在供电电源的电压不稳或者干扰较大导致丢失过零信号的情况下，可以在供电电源过零后的相应时间驱动交流电机，避免出现交流电机在应开启的时刻未开启的现象，从而保证交流电机可以稳定转动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为过零检测电路的一种结构示意图；

图2为过零检测电路在供电电源稳定的情况下产生的各电信号的波形图；

图3为过零检测电路在供电电源的电压不稳或干扰较大的情况下产生的各电信号的波形图；

图4为本发明公开的一种空调的交流电机的控制方法的流程图；

图5为根据图4所示控制方法产生的驱动信号的波形图；

图6为本发明公开的一种空调的交流电机的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

现有的针对空调的交流电机的控制方式具体为：交流电机的控制装置与过零信号检测装置连接，控制装置获取过零信号检测装置输出的信号，当控制装置检测到过零信号时，延时一段时间，之后驱动交流电机。该延时的时间根据交流电机的实际转速和目标转速确定。

过零检测电路是较为常用的过零信号检测装置，过零检测电路的一种结构如图1所示，其工作过程为：供电电源经变压器T1降压后，先经过整流桥（由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4构成）、第五二极管D5和第六二极管D6进行整流，形成脉动直流波形，再经过第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3进行分压，之后经过第一电容C1滤除高频干扰成分。三极管Q2的集电极与控制装置连接，当三极管Q2基极处的电压大于0.7V时，三极管Q2导通，在三极管Q3的集电极形成低电平；当三极管Q2基极处的电压小于0.7V时，三极管Q2截止，三极管Q2的集电极经过第四电阻R4上拉至高电平。

当供电电源稳定时，过零检测电路产生的整流后的电压的波形和过零信号的波形如图2所示，当供电电源的电压不稳或干扰较大时，过零检测电路产生的整流后的电压的波形和过零信号的波形如图3所示。通过图3可以看到，当供电电源的电压不稳或干扰较大时，过零检测电路会出现丢失过零信号的现象。

申请人发现：由于控制装置将检测到过零信号的时刻作为后续驱动交流电机的计时基准，因此当过零信号检测装置丢失过零信号时，会导致在应该驱动交流电机的时刻未驱动交流电机，从而导致交流电机转动不稳，出现抖动现象。

本发明公开了空调的交流电机的控制方法、控制装置及空调，在供电电源的电压不稳或干扰较大时，交流电机仍可以稳定转动。

本发明的主要思想为：在检测到过零信号后，延时一段时间（根据交流电机的实际转速和目标转速确定），之后驱动交流电机，同时还要判断在此次检测到过零信号后的预设时间内（当供电电源正常时，在该预设时间内可以再次检测到过零信号），是否再次检测到过零信号，当确定未检测到过零信号时，在相应的时刻驱动交流电机。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图4，图4为本发明公开的一种空调的交流电机的控制方法的流程图。该控制方法包括：

步骤S1：获取电源的过零信号。

交流电机的控制装置与过零信号检测装置（如过零检测电路）的输出端连接，控制装置实时获取过零信号检测装置输出的信号。以图1所示过零检测电路为例，三极管Q2的集电极与交流电机的控制装置连接。

步骤S2：在检测到过零信号后，当延时时间达到第一时间时，驱动交流电机。

其中，第一时间为检测到过零信号后驱动交流电机所等待的时间，第一时间根据交流电机的实际转速和目标转速确定。通过调整交流电机的运行时间（也就是交流电机在供电电源的过零点后的开启时间）可以调整交流电机的输入电压，从而调整交流电机的转速。通过电机转速检测电路检测交流电机的实际转速，控制装置与电机转速检测电路的输出端连接，控制装置按照预设策略从电机转速检测电路获取交流电机的实际转速，并据此计算第一时间。

步骤S3：判断在检测到过零信号后的第二时间内，是否再次检测到过零信号，若否，执行步骤S4。

步骤S4：在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时，驱动交流电机。

其中，第二时间大于或等于电源半周期，且小于电源半周期与第一时间的和，第三时间为电源半周期和第一时间的和。当空调的供电电源为50Hz时，电源半周期为10ms，当空调的供电电源为60Hz时，电源半周期为8.3ms。

在检测到过零信号后的第二时间内，如果未再次检测到过零信号检测装置输出的过零信号，说明过零信号检测装置丢失了过零信号。此时，控制装置虚拟补偿一个过零信号，在理想状态下，两个过零信号之间的间隔为电源半周期，因此在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时，要控制交流电机开启。

这里需要说明的是，在执行步骤S3后，如果确定在检测到过零信号后的第二时间内再次检测到过零信号，也执行步骤S2。

在本发明中，第一时间优选采用最近一次确定的第一时间。

下面结合图5进行说明。

在供电电源第一次过零时，过零信号检测装置输出一个过零信号，控制装置在检测到该过零信号后，开始计时，当计时值达到第一时间T1后，向交流电机的驱动电路的可控器件发送控制信号，以控制可控器件导通，从而驱动交流电机。

同时，控制装置判断在检测到该过零信号后的第二时间T2内是否再次检测到过零信号。由于第二时间T2大于或等于电源半周期T4，且小于电源半周期T4与第一时间T1的和，因此，如果在第二时间T2内没有检测到过零信号，说明过零信号检测装置丢失了一个过零信号。之后，控制装置在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间T3时，向交流电机的驱动电路的可控器件发送控制信号，从而驱动交流电机。

该第三时间T3是以检测到过零信号的时刻为计时基准的。当供电电源稳定时，在距离最近一次检测到过零信号的时间达到或近似达到电源半周期T4时，过零信号检测装置会输出一个过零信号，控制装置在距离检测到该过零信号的时间达到第一时间T1时驱动交流电机。当控制装置确定过零信号检测装置丢失了一个过零信号时，要在距离理论上检测到过零信号的时间达到第一时间T1时驱动交流电机，也就是在距离最近一次检测到过零信号的时间达到电源半周期T4与第一时间T1的总和时驱动交流电机。

本发明公开的空调的交流电机的控制方法，在检测到过零信号后，当延时时间达到第一时间时驱动交流电机，同时判断在检测到过零信号后的第二时间内是否再次检测到过零信号，当未检测到过零信号时确定丢失了一个过零信号，之后在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时驱动交流电机。基于本发明公开的控制方法，在供电电源的电压不稳或者干扰较大导致丢失过零信号的情况下，可以在供电电源过零后的相应时间驱动交流电机，避免出现交流电机在应开启的时刻未开启的现象，从而保证交流电机可以稳定转动。

实施中，根据交流电机的实际转速和目标转速确定第一时间的过程，包括：按照预设策略获取交流电机的实际转速；计算交流电机的实际转速和目标转速之间的转速差值；依据预设的转速差值与交流电机运行时间之间的对应关系，确定与该转速差值对应的运行时间；计算电源半周期和运行时间的差值作为第一时间。当然，也可以采用现有的方式根据交流电机的实际转速和目标转速确定第一时间。

按照预设策略获取交流电机的实际转速可以为：按照预设时间间隔获取交流电机的实际转速，或者在每次驱动交流电机后，获取交流电机的实际转速。

本发明上述公开了空调的交流电机的控制方法，相应的本发明还公开空调的交流电机的控制装置。请参见图6，图6为本发明公开的空调的交流电机的控制装置的结构示意图。该控制装置包括时间确定单元100、信号获取单元200、第一处理单元300和第二处理单元400。

其中：

时间确定单元100，用于利用交流电机的实际转速和目标转速确定第一时间。其中，第一时间为检测到过零信号后驱动交流电机所等待的时间。

信号获取单元200，用于获取电源的过零信号。过零信号由外接的过零信号检测装置产生，例如由过零检测电路产生。

第一处理单元300，用于在检测到过零信号后，当延时时间达到第一时间时，驱动交流电机。

第二处理单元400，用于判断在检测到过零信号后的第二时间内，是否再次检测到过零信号，若否，则在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时，驱动交流电机。其中，第二时间大于或等于电源半周期，且小于电源半周期与第一时间的和，第三时间为电源半周期与第一时间的和。

基于本发明公开的控制装置，在供电电源的电压不稳或者干扰较大导致过零信号检测装置丢失过零信号的情况下，可以在供电电源过零后的相应时间驱动交流电机，避免出现交流电机在应开启的时刻未开启的现象，从而保证交流电机可以稳定转动。

实施中，时间确定单元可以采用多种方式确定第一时间。本发明对时间确定单元的一种结构进行说明。时间确定单元包括：转速获取子单元、转速差值确定子单元、运行时间确定子单元和第一时间确定子单元。

其中：

转速获取子单元，用于按照预设策略获取交流电机的实际转速。

转速差值确定子单元，用于计算交流电机的实际转速和目标转速之间的转速差值。

运行时间确定子单元，用于依据预设的转速差值与交流电机运行时间之间的对应关系，确定与该转速差值对应的运行时间。

第一时间确定子单元，用于计算电源半周期和运行时间的差值作为第一时间。

转速获取子单元包括第一转速获取模块或第二转速获取模块，其中第一转速获取模块用于按照预设时间间隔获取交流电机的实际转速，第二转速获取模块用于在第一处理单元300和第二处理单元400驱动交流电机后，获取交流电机的实际转速。

本发明还公开了一种空调，该空调包括交流电机和控制系统，其中控制系统包括控制装置、过零信号检测装置和电机转速检测电路，该控制装置为本发明上述公开的控制装置，并且该控制装置分别与过零信号检测装置、电机转速检测电路和交流电机的驱动电路连接。

本发明公开的空调，在供电电源的电压不稳或者干扰较大导致过零信号检测装置丢失过零信号的情况下，可以在供电电源过零后的相应时间驱动交流电机，避免出现交流电机在应开启的时刻未开启的现象，从而保证交流电机可以稳定转动。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种空调的交流电机的控制方法，其特征在于，包括：

获取电源的过零信号；

在检测到所述过零信号后，当延时时间达到第一时间时，驱动所述交流电机，所述第一时间根据所述交流电机的实际转速和目标转速确定；

判断在检测到过零信号后的第二时间内，是否再次检测到过零信号，若否，则在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时，驱动所述交流电机；

其中，所述第二时间大于或等于电源半周期，且小于所述电源半周期与第一时间的和，所述第三时间为所述电源半周期与第一时间的和。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据交流电机的实际转速和目标转速确定第一时间的过程，包括：

按照预设策略获取所述交流电机的实际转速；

计算所述交流电机的实际转速和目标转速之间的转速差值；

依据预设的转速差值与交流电机运行时间之间的对应关系，确定与所述转速差值对应的运行时间；

计算所述电源半周期和所述运行时间的差值作为所述第一时间。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，按照预设策略获取所述交流电机的实际转速，包括：按照预设时间间隔获取所述交流电机的实际转速。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，按照预设策略获取所述交流电机的实际转速，包括：在驱动所述交流电机后，获取所述交流电机的实际转速。

5.一种空调的交流电机的控制装置，其特征在于，包括：

时间确定单元，用于利用所述交流电机的实际转速和目标转速确定第一时间，所述第一时间为检测到过零信号后驱动所述交流电机所等待的时间；

信号获取单元，用于获取电源的过零信号；

第一处理单元，用于在检测到所述过零信号后，当延时时间达到第一时间时，驱动所述交流电机；

第二处理单元，用于判断在检测到过零信号后的第二时间内，是否再次检测到过零信号，若否，则在距离最近一次检测到过零信号的时间达到第三时间时，驱动所述交流电机；

其中，所述第二时间大于或等于电源半周期，且小于所述电源半周期与第一时间的和，所述第三时间为所述电源半周期与第一时间的和。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述时间确定单元包括：

转速获取子单元，用于按照预设策略获取所述交流电机的实际转速；

转速差值确定子单元，用于计算所述交流电机的实际转速和目标转速之间的转速差值；

运行时间确定子单元，用于依据预设的转速差值与交流电机运行时间之间的对应关系，确定与所述转速差值对应的运行时间；

第一时间确定子单元，用于计算所述电源半周期和所述运行时间的差值作为所述第一时间。

7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述转速获取子单元包括第一转速获取模块，所述第一转速获取模块用于按照预设时间间隔获取所述交流电机的实际转速。

8.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述转速获取子单元包括第二转速获取模块，所述第二转速获取模块用于在驱动所述交流电机后，获取所述交流电机的实际转速。

9.一种空调，包括交流电机和控制系统，所述控制系统包括控制装置、过零信号检测装置和电机转速检测电路，所述控制装置分别与所述过零信号检测装置、所述电机转速检测电路和所述交流电机的驱动电路连接，其特征在于，所述控制装置为权利要求5至8中任一项所述的控制装置。